刺殺訓練在虛擬現(xiàn)實技術中的運用

刺殺訓練在虛擬現(xiàn)實技術中的運用摘要:基于教學過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合目前社會上快速崛起的虛擬現(xiàn)實新型技術，改變了以往一些教學觀念和教學模式。虛擬現(xiàn)實技術呈現(xiàn)出教育技術發(fā)展的無限可能性，開拓了現(xiàn)行刺殺實戰(zhàn)化教學手段的嶄新發(fā)展空間。讓學員在虛擬現(xiàn)實技術下訓練，實現(xiàn)三個教學目的：1.刺殺動作標準度評定；2.刺殺對抗得分評定；3.人工智能對抗，最終快速實現(xiàn)刺殺實戰(zhàn)化訓練目的。

關鍵詞：刺殺；虛擬現(xiàn)實；訓練

引言

刺殺是我軍的傳統(tǒng)練兵項目，是近戰(zhàn)殲敵的一種手段。但隨著信息化戰(zhàn)爭條件下部隊軍事訓練的改革轉(zhuǎn)型，刺殺訓練逐漸淡出部隊訓練內(nèi)容。然而文獻研究表明，刺殺訓練對軍人的戰(zhàn)斗精神培養(yǎng)、心理素質(zhì)訓練具有較好的影響效應，美軍一些作戰(zhàn)部隊至今還保留著刺殺項目的訓練。

從1963年VR（虛擬現(xiàn)實）技術概念被提出至今，經(jīng)歷半個世紀的技術蛻變，2016年VR技術已經(jīng)發(fā)展到計算機應用領域的最前端，加強了人機之間的交互，改變了傳統(tǒng)教學模式。把VR技術運用到刺殺課程上，能優(yōu)化教學過程，促進智能化教學。為刺殺課程教學設計虛擬增強現(xiàn)實效果，為提高軍事技能項目虛擬現(xiàn)實技術的應用性提供具有價值的技術參考。

我院是一所海警現(xiàn)役部隊院校，刺殺是一門針對本科學員開展的軍事技能課程。在平時教學訓練之中重姿勢、重氣勢，缺乏對刺練習與競賽訓練培養(yǎng)，也就形成不了培養(yǎng)學員提高拼刺搏殺技能和英勇頑強、敢于亮劍的戰(zhàn)斗作風的教學目的。其教學主觀原因是學員對刺實戰(zhàn)過程中怕造成彼此的運動損傷，以及在對刺過程中出現(xiàn)受傷現(xiàn)象導致破壞同學之間友誼的恐懼心理，難以快速實現(xiàn)刺殺實戰(zhàn)化。

1研究的基本思路、研究內(nèi)容和主要方法：

1.1基本思路

虛擬現(xiàn)實應用于刺殺教學的設計主要的作用是全方位地重演與展示刺殺技術動作，并對學員的正誤動作進行比對分析，通過刺殺對抗和人工智能對抗得分評定，建立對刺實戰(zhàn)訓練評價體系和刺殺建模。在實踐中分為教員授課方案與學員自學體驗方案兩種。教員授課方案中該系統(tǒng)可以根據(jù)教員授課意圖，定點定面地三維展示正確刺殺動作以及建立對刺評價體系，加深學員技術理解。在學員自學體驗方案中又可由學員自行體會并直觀感受自身正誤動作，明確問題與改正點，縮短糾錯時間，提高效率。全方位的刺殺教學虛擬環(huán)境可以使學習者產(chǎn)生逼真的沉浸感，激發(fā)學員學習興趣，避開對刺實戰(zhàn)化技術學習壁壘，優(yōu)化教學效果，快速達到刺殺實戰(zhàn)化教學目的。

1.2研究內(nèi)容

將虛擬環(huán)境和計算機動畫相結(jié)合，在對虛擬刺殺者建模和運動控制技術進行詳盡研究的基礎上，利用3DSMAX軟件構(gòu)建刺殺虛擬場景：不同刺殺的地理條件、刺殺動作規(guī)范標準和對刺模擬人，創(chuàng)造出一種虛擬現(xiàn)實的刺殺環(huán)境，然后采用參數(shù)關鍵幀和逆向運動學相結(jié)合的方法對刺殺者的動作進行模擬，實現(xiàn)針對刺殺者的三維動畫仿真，直觀再現(xiàn)各種刺殺環(huán)境下刺殺選手的標準技術動作、刺殺對抗得分評定和人工智能對抗，為刺殺教學提供感觀材料。并通過運動感知設備記錄學員動作和對刺得分評定，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)虛實對比分析。其后采用實驗法，利用新開發(fā)出的刺殺教學虛擬現(xiàn)實軟件進行教學實驗。

1.2.1虛擬教學環(huán)境教學設計

教學特色

實踐培養(yǎng)：讓學員在虛擬環(huán)境中體驗刺殺活動的同時加深對動作的理解，培養(yǎng)學員實踐能力。虛擬交互不僅可以激發(fā)學員學習的興趣和提高學習模擬刺殺訓練體驗。

教學過程設計

(1)創(chuàng)建刺殺虛擬現(xiàn)實交互教學平臺，通過虛擬體感交互、增強虛擬現(xiàn)實交互這些新型交互媒體的體驗可以更好的激發(fā)學員興趣，如表1。

(2)學員通過刺殺虛擬現(xiàn)實交互平臺學習基本的動作要領，掌握一些必要的知識點，如表2。

(3)學員在虛擬現(xiàn)實交互環(huán)境中進行學習體驗，如表3。

(4)學員在現(xiàn)實環(huán)境中學習及練習，如表4。

(5)教員正對學員問題糾正,使學員在該虛擬現(xiàn)實交互教學中學習的知識得以理解，如表5。

(6)最后對學員進行調(diào)查，將反饋整理使得設計可以進一步提升。

1.3研究方法

1.3.1文獻資料法

查閱國內(nèi)外關于虛擬現(xiàn)實技術理論、運用方法手段研究，和虛擬現(xiàn)實模型構(gòu)建等相關學科的文獻資料，確定基于虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)刺殺教學虛擬現(xiàn)實效果的研究內(nèi)容與研究方法的確立。

1.3.2訪談法

通過對國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術相關研究和專家進行結(jié)構(gòu)式和非結(jié)構(gòu)式訪談，總結(jié)歸納出虛擬現(xiàn)實技術在刺殺教學中的應用方法和手段，設計出符合刺殺課程虛擬現(xiàn)實的教學方案。

1.3.3實驗法

采用計算機數(shù)值模擬技術實現(xiàn)刺殺教學技術虛擬現(xiàn)實模型，其中包括人物、環(huán)境增強虛擬效果的實現(xiàn)。

2結(jié)論

虛擬現(xiàn)實技術應用于刺殺教學，能夠使刺殺教學擺脫以往長期的教學困境，刺殺虛擬現(xiàn)實教學的真實性、適時性、可擴展性、豐富性等特點，能有效解決傳統(tǒng)刺殺教學存在的對刺技術動作還原、錯誤動作定位模糊、肢體動作無法比對自知等問題。在刺殺教學中通過計算機運用虛擬現(xiàn)實技術可以準確地多角度地再現(xiàn)刺殺技術動作諸細微環(huán)節(jié)，在動態(tài)的對刺環(huán)境中隨時根據(jù)教員的意圖進行演示，并通過學習者的自然技能（五官和四肢）與這個環(huán)境進行交互，實時進行正誤動作虛實對比、直觀糾錯。本論文研究將現(xiàn)代信息技術與刺殺教學相結(jié)合，改進刺殺教學方法手段，優(yōu)化刺殺教學效果，提高學員學習興趣與時效性，實現(xiàn)了刺殺教學創(chuàng)新。有效的減少教學過程中刺殺對抗產(chǎn)生的運動損傷，以及克服因為同學之間友情而不敢對刺的恐懼心理，從而達到通過刺殺課程教學使受訓者熟練地運用已學過的基本動作，既要提高攻得進、防得開的槍械格斗搏殺技能，又要培養(yǎng)積極主動、機智靈活、英勇頑強的戰(zhàn)斗作風。最終快速實現(xiàn)海警學員刺殺實戰(zhàn)化的教學目的。

參考文獻:

[1][美]諾爾曼·布朗.生與死的對抗[M].馮川,伍厚愷,譯.貴陽:貴州人民出版社,1994.

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